[發明專利]補強夾套及混凝土柱的補強方法

有效

• 申請號: 201210164716.6
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102808525A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 蔡天玄;蘇穩生;連金星;陳文山
• 申請（專利權）人: 福懋興業股份有限公司;東盟營造有限公司
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04B1/98
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;呂俊清

技術領域

本發明涉及一種補強夾套及混凝土柱的補強方法。

背景技術

臺灣屬海島型氣候，夏季氣候炎熱，冬季風勢強勁，日夜溫差大，濕度偏高，沿海地區空氣中甚至挾帶鹽分，易造成嚴重氯化物與腐蝕侵蝕等類似海砂屋的癥狀，導致結構物產生龜裂、剝落等缺陷，嚴重者可能導致傾倒、崩塌危及公共安全。此外，臺灣地處歐亞板塊與菲律賓板塊的環太平洋地震帶上，為全球地震發生頻繁的地區，對于橋梁及既有建筑物的結構補強，以及新建案的公共公程的耐震度提升，實屬當務之急。

依美國聯邦高速公路行政局(FHWA，Federal?Highway?Administration)的一份評估報告中顯示，在全美國面臨嚴重功能喪失橋梁超過24萬座，約占全美橋梁42％，估算修補這些橋梁須花上500億美金以上，因此橋梁的修補對于已開發的國家已成為當前重要課題。臺灣面臨同樣問題，僅以橋梁結構為例，目前臺灣地區現有橋梁約18,000座，且數目日益增加，其平均橋齡在20年以上，這些橋梁面臨老化、龜裂、破損、年久失修及外在超載車輛、環境腐蝕等情況日趨嚴重，更使橋梁的功能降低，使用壽命大為縮短，2008年因臺風造成后豐大橋意外斷裂，除產生人員傷亡外，后續更面臨交通中斷及改道問題，耗費極大的社會成本。

圖1例示現有的纖維復合材手工貼覆補強施工流程。就耐震力不足橋梁而言，補強修復比拆除重建，更具經濟效益，在橋柱所使用的補強工法雖然相當多，目前補強工法的新趨勢為應用纖維強化高分子復合材料(FRP)于土木基層結構補強。1955年日本阪神大地震后，日本因災后的修補與舊有建筑物耐震力提升的防震措施，促使碳纖維應用在土木建物補強用量大幅成長，據統計2008年日本碳纖維補強用織物約120萬米平方用量，而克維拉Kevlar或Twaron補強織物約有30萬米平方的用量。

圖2例示現有使用纖維復合材料夾套的補強程序。現有的纖維復合材料夾套的制作方法有使用各式纖維復合材料的成型工法，例如席狀模造法(Sheet?Molding?Coumpont)、拉擠成型法以及纏繞法，對于夾套的搭接部通常設置有一定的方式。

圖3及圖4例示現有的纏繞法制備一件式夾套10。現有的纏繞法是在一模具11上連續纏繞纖維13而形成內徑大于被補強物外徑的夾套10，其使用多余圓周長來當作為搭接部。纏繞法制備的一件式夾套，若將其切開成兩件式，其夾套的曲率因大于被補強物的曲率，因此會有松脫或不密合的情形，影響補強效果。

圖5及圖6例示現有的兩件式夾套20。席狀模造法與拉擠成法以模具設計搭接部，一般以兩件式作組合，搭接部21的吻合度相對比較好。然而，這些方法制備的夾套搭接方式有一共同特性，就是搭接部21與夾套本體23都是纖維復合材料已硬化反應完成的復合材料結構，當夾套20要組合搭接時，必須使用黏著劑將搭接部21膠著，兩面均為高分子復合材料結構的接著力主要取決于黏著劑本身的強度以及與接著面的接著力。黏著劑的強度來自本身的拉張強度及剪切力的強度，這種強度通常與復合材料的強度相比僅為其1％至10％，接著面的厚度若超過一定厚度，將顯現接著面的破壞模式屬于黏著劑本身的拉張與剪切力破壞。

黏著劑的表面濕潤程度及黏著劑是否與接著面產生架橋反應，影響接著強度的大小。簡言之，黏著劑對接著面的濕潤效果愈佳則有較佳的接著強度，黏著劑與接著面產生架橋作用的化學反應愈多則有較佳的接著強度，因此纖維復合材料的高分子樹脂若已接近100％的反應程序，接著面與黏著劑很難也很少會產生架橋的化學反應，則接著力以物理接著力為主，化學接著力則很少，現有的兩件式夾套的纖維復合材料已近100％的反應程序，即為此類，其補強的強度較弱。

發明內容

本發明目的在于提供一種補強夾套及一種混凝土柱的補強方法，在補強柱體承受力破壞時，不會在搭接處出現結合強度差的搭接破壞。

本發明提供一種補強夾套，包括一本體，包括含浸樹脂的纖維復合材料；以及一搭接部，設置于該本體的側邊，該搭接部包括未含浸樹脂的纖維復合材料且該纖維復合材料呈流蘇狀。

本發明提供一種混凝土柱的補強方法，其使用至少一補強夾套包覆該混凝土柱，其中該補強夾套包括一本體，包括含浸樹脂的纖維復合材料；以及一搭接部，設置于該本體的側邊，該搭接部包括未含浸樹脂的纖維復合材料且該纖維復合材料呈流蘇狀。之后，在該搭接部涂布樹脂，使得該搭接部的纖維復合材料與該樹脂產生架橋交聯作用。